Un nuevo sistema para medir el rendimiento solar a largo plazo en sistemas fotovoltaicos escalables, desarrollado por investigadores de la Universidad Estatal de Arizona, representa un gran avance en el costo y la longevidad de la entrega de energía interconectada.
Cuando se desarrollan células solares, se prueban «tensión de corriente» en el laboratorio antes de que se desplieguen en paneles y sistemas al aire libre. Una vez instalados al aire libre, por lo general no se prueban de nuevo a menos que el sistema experimente problemas importantes. El nuevo sistema de prueba, Suns-Voc, mide el voltaje del sistema en función de la intensidad de la luz en el entorno exterior, lo que permite mediciones en tiempo real del rendimiento y diagnósticos detallados.
«Dentro del laboratorio, sin embargo, todo está controlado», explicó Alexander Killam, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica de la ASU y asociado de investigación de posgrado. «Nuestra investigación ha desarrollado una manera de usar Suns-Voc para medir la degradación de los paneles solares una vez que están al aire libre en el mundo real y afectados por el clima, la
temperatura y la humedad», dijo.
Los módulos fotovoltaicos actuales tienen una calificación de 25 años con una eficiencia del 80 por ciento. El objetivo es ampliar ese marco de tiempo a 50 años o más.
«Este sistema de monitoreo dará a los fabricantes fotovoltaicos y a las grandes instalaciones de servicios públicos el tipo de datos necesarios para ajustar los diseños para aumentar la eficiencia y la vida útil», dijo Killam, el autor principal de «Monitoreo del rendimiento del sistema fotovoltaico usando Suns-Voc al aire libre», para Joule .
Por ejemplo, la mayoría de las técnicas utilizadas para medir la eficiencia solar al aire libre requieren que se desconecte del mecanismo de suministro de energía. El nuevo enfoque puede medir automáticamente el día a día durante el amanecer y el atardecer sin interferir con la entrega de energía.
«Cuando estábamos desarrollando energía fotovoltaica hace 20 años, los paneles eran caros», dijo Stuart Bowden, profesor asociado de investigación que dirige la sección de silicio del Laboratorio de Energía Solar de ASU.
«Ahora son lo suficientemente baratos como para que no tengamos que preocuparnos por el costo de los paneles. Estamos más interesados en cómo mantienen su rendimiento en diferentes entornos.
«Un banquero en Miami que suscribe un sistema fotovoltaico quiere saber en dólares y centavos cómo funcionará el sistema en Miami y no en Phoenix, Arizona».
«Los efectos climáticos en los sistemas fotovoltaicos en Arizona serán muy diferentes a los de Wisconsin o Luisiana», dijo Joseph Karas, coautor y doctor en ciencias de materiales ahora en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable.
«La capacidad de recopilar datos de una variedad de climas y ubicaciones apoyará el desarrollo de células y sistemas solares universalmente eficaces».
El equipo de investigación pudo probar su enfoque en las instalaciones del Parque de Investigación de ASU, donde el Laboratorio Solar es principalmente alimentado por energía solar. Para su siguiente paso, el laboratorio está negociando con una central eléctrica en California que está buscando agregar un megavatio de silicio fotovoltaico a su perfil de energía.
El sistema, que puede monitorear la confiabilidad y la vida útil de forma remota para sistemas más grandes e interconectados, será un gran avance para la industria de la energía.
«La mayoría de los sistemas residenciales de techos solares no son propiedad del propietario, son propiedad de una empresa de servicios públicos o corredor con un interés creado en monitorear la eficiencia fotovoltaica», dijo Andre’ Augusto, jefe de Investigación de Heterojunción de Silicona en el Laboratorio de Energía Solar de ASU y coautor del documento.
«De la misma manera, a medida que los desarrolladores de centros comerciales o incluso las comunidades residenciales planificadas comiencen a incorporar energía solar en sus proyectos de construcción, el interés en el monitoreo a escala aumentará», dijo Augusto.
Según Bowden, se trata de los datos, especialmente cuando se pueden monitorear de forma automática y remota: datos para los banqueros, datos para los desarrolladores y datos para los proveedores de servicios públicos.
